(57)【要約】【課題】裏打層の上部の酸化による中間層及び記録層の結晶配向性の低下を回避でき、従来に比してより一層の高密度記録が可能な磁気記録媒体、その磁気記録媒体の製造方法、及びその磁気記録媒体を用いた磁気記録装置を提供する。【解決手段】基板２１上に軟磁性体により裏打層２２を形成した後、裏打層２２の上にＴｂ、Ｇｄ、Ｓｍ及びＹ等の希土類金属により酸化防止層２３を０．１〜１．０ｎｍの厚さに形成する。この酸化防止層２３中の希土類金属が酸化することにより、その下の裏打層２２の酸化が防止される。次に、酸化防止層２３の上に中間層２４を形成し、その上に記録層２５を形成する。このようにして形成された磁気記録媒体２０は、中間層２４及び記録層２５の結晶配向の乱れが防止され、データを高密度に記録することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
軟磁性体材料により前記基板上に形成された裏打層と、
前記裏打層上に形成されて前記裏打層の酸化を防止する酸化防止層と、
前記酸化防止層上に形成された中間層と、
前記中間層上に形成されてデータを記録する記録層と
を有することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記酸化防止層が、希土類金属を含むことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
基板上に、軟磁性体により裏打層を形成する工程と、
前記裏打層の上に希土類金属を含む酸化防止層を形成する工程と、
前記酸化防止層上に中間層を形成する工程と、
前記中間層上に磁気によりデータを記録する記録層を形成する工程と
を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】
磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドによりデータの書き込み及び読み出しが可能な磁気記録媒体とを有する磁気記録装置において、
前記磁気記憶媒体が、基板と、軟磁性体材料により前記基板上に形成された裏打層と、前記裏打層上に形成されて前記裏打層の酸化を防止する酸化防止層と、前記酸化防止層上に形成された中間層と、前記中間層上に形成されてデータを記録する記録層とにより構成されていることを特徴とする磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁気記録方式の磁気記録媒体、その磁気記録媒体の製造方法及びその磁気記録媒体を用いてデータを記録する磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気記録装置（ハードディスク）は、コンピュータだけではなく、ハードディスクビデオレコーダ等の映像記録機器や、携帯型音楽再生装置等にも使用されるようになった。それに伴い、磁気記録装置のより一層の大容量化及び小型化が要求されている。
【０００３】
磁気記録装置の大容量化及び小型化を達成するためには、記録密度の向上が必須である。従来は、記録を担う磁性層の磁化容易軸が基板面に対して平行に配向した水平磁気記録方式の記録媒体（磁気ディスク）を用いた磁気記録装置が一般的であった。
【０００４】
これに対し、近年、磁性層の磁化容易軸が基板面に対し垂直に配向した垂直磁気記録方式の記録媒体（以下、「垂直磁気記録媒体」という）を用いた磁気記録装置（以下、「垂直磁気記録装置」という）が実用化されるようになった。垂直磁気記録装置では、記録媒体の記録ビット境界での反磁界の影響が小さく、データを鮮明に記録できるため、データの高密度記録が可能であるという利点がある。また、より一層の高密度記録を可能とするために、記録層の下方に軟磁性体からなる裏打層を形成することが提案されている。垂直磁気記録媒体の構造については、例えば特許文献１，２に記載されている。
【０００５】
図１は、従来の垂直磁気記録方式を示す模式図である。図１に示すように、垂直磁気記録方式の記録装置では、ＳＰＴ（単磁極）ヘッド１５を使用して垂直磁気記録媒体１０にデータを記録する。垂直磁気記録媒体１０は、基板１１と、基板１１上に形成された軟磁性体からなる裏打層１２と、裏打層１２の上に形成された中間層１３と、中間層１３の上に形成された記録層１４とにより構成されている。また、必要に応じて、記録層１４の上に保護層や潤滑層が形成される。
【０００６】
このように構成された磁気記録媒体１０において、ＳＰＴヘッド１５から発生される磁束１６は裏打層１２に向って記録層１４を垂直に通過し、記録層１４を垂直方向に磁化する。
【特許文献１】特開２００２−２０３３０６号公報
【特許文献２】特開昭６２−２３９３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、本願発明者等は、従来の垂直磁気記録媒体には以下に示す問題点があると考える。すなわち、図１に示す構造の垂直磁気記録媒体１０では、製造工程において軟磁性体からなる裏打層１２の上部が酸化されることがある。裏打層１２の上部が酸化されると、その上の中間層１３の結晶配向が乱されてしまい、その結果記録層１４の結晶配向性が低下する。中間層１３及び記録層１４の結晶配向性が低下すると、磁気記録媒体１０にデータを高密度に記録することができなくなる。
【０００８】
以上から、本発明の目的は、裏打層の上部の酸化による中間層及び記録層の結晶配向性の低下を回避でき、従来に比してより一層の高密度記録が可能な磁気記録媒体、その磁気記録媒体の製造方法、及びその磁気記録媒体を用いた磁気記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一観点によれば、基板と、軟磁性体材料により前記基板上に形成された裏打層と、前記裏打層上に形成されて前記裏打層の酸化を防止する酸化防止層と、前記酸化防止層上に形成された中間層と、前記中間層上に形成されてデータを記録する記録層とを有する磁気記録媒体が提供される。
【００１０】
本発明においては、裏打層の上に酸化防止層が形成されている。この酸化防止層は例えばＴｂ（テルビウム）、Ｇｄ（ガドリニウム）、Ｓｍ（サマリウム）及びＹ（イットリウム）等の酸化されやすい希土類金属を含み、これらの希土類金属が酸化されることにより裏打層の酸化を防止する。これにより、裏打層の上の中間層及び記録層の結晶配向の乱れが抑制され、従来に比べて記録密度をより一層向上することができる。
【００１１】
本発明の他の観点によれば、基板上に、軟磁性体により裏打層を形成する工程と、前記裏打層の上に希土類金属を含む酸化防止層を形成する工程と、前記酸化防止層上に中間層を形成する工程と、前記中間層上に磁気によりデータを記録する記録層を形成する工程とを有する磁気記録媒体の製造方法が提供される。
【００１２】
本発明においては、基板上に軟磁性体により裏打層を形成した後、裏打層の上に希土類金属を含む酸化防止層を形成する。この希土類金属は裏打層を構成する軟磁性体よりも酸化されやすい材料であるので、酸化防止層の希土類金属が酸化されることにより裏打層の酸化が抑制される。その後、酸化防止層の上に中間層及び記録層を順次形成する。この場合、裏打層が酸化されていないので、中間層及び記録層の結晶配向の乱れが防止され、データを高密度記録可能な磁気記録媒体が得られる。
【００１３】
本発明の他の観点によれば、磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドによりデータの書き込み及び読み出しが可能な磁気記録媒体とを有する磁気記録装置において、前記磁気記憶媒体が、基板と、軟磁性体材料により前記基板上に形成された裏打層と、前記裏打層上に形成されて前記裏打層の酸化を防止する酸化防止層と、前記酸化防止層上に形成された中間層と、前記中間層上に形成されてデータを記録する記録層とにより構成されていることを特徴とする磁気記録装置が提供される。
【００１４】
本発明の磁気記録装置においては、裏打層の上に酸化防止層を有する磁気記録媒体を用いているので、裏打層の上方に形成される中間層及び記録層の結晶配向性が良好であり、データを高密度に記録することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明について、添付の図面を参照して説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図２は、本発明の第１の実施形態に係る磁気記録媒体（垂直磁気記録媒体）の構造を示す断面図である。この図２に示すように、本実施形態の磁気記録媒体２０は、基板２１と、裏打層２２と、酸化防止層２３と、中間層２４と、記録層２５と、保護層２６とにより構成されている。
【００１７】
基板２１は直径が例えば２．５インチの円盤状の部材であり、ガラス及びアルミニウム合金等の非磁性材料により形成されている。基板２１としては、表面が平坦であり、機械的強度が高いことが要求される。
【００１８】
基板２１の上の裏打層２２は、例えばＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＣｏＡｌＯ、ＣｏＮｉＦｅＢ、ＣｏＦｅ2Ｏ4、ＺｎＦｅ2Ｏ4又はＣｏＦｅ等の軟磁性体により形成されている。
【００１９】
裏打層２２の上には酸化防止層２３が形成されている。この酸化防止層２３は、例えばＴｂ（テルビウム）、Ｇｄ（ガドリニウム）、Ｓｍ（サマリウム）及びＹ（イットリウム）等の希土類金属、又はそれらの合金により形成されている。この酸化防止層２３は、酸化防止層２３内に含まれる希土類金属が酸化されることにより、裏打層２２の酸化を防止するという作用がある。
【００２０】
酸化防止層２３の上には中間層２４が形成されている。この中間層２４は、その上に形成される記録層２５の結晶配向性や結晶粒径を制御するために形成される。中間層２４としては、例えばＴａ、ＮｉＦｅ及びＲｕを下からこの順で積層した積層膜（Ｔａ／ＮｉＦｅ／Ｒｕ膜）や、Ｔａ及びＲｕを下からこの順で積層した積層膜（Ｔａ／Ｒｕ膜）、又はＴａ、ＮｉＦｅＣｒ及びＲｕを下からこの順で積層した積層膜（Ｔａ／ＮｉＦｅＣｒ／Ｒｕ膜）などが用いられる。
【００２１】
中間層２４の上には記録層２５が形成されている。この記録層２５は、グラニュラ構造、すなわち磁化容易軸が基板に対し垂直に配向した金属結晶粒をＳｉＯ2等の非磁性体で磁気的に分離した構造を有している。この記録層２５は、磁気ヘッド（ＳＰＴヘッド）で発生する磁界により垂直方向に磁化されてデータを保持する。記録層２５は、例えばＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2、ＣｏＣｒＰｔＯ、（Ｐｔ／Ｃｏ）ｎ、又は（Ｆｅ／Ｐｔ）ｎ等により形成されている。
【００２２】
記録層２５の上には保護層２６が形成されている。保護層２６は、例えばＣＮ（窒化カーボン）、ＤＬＣ（Diamond Like Carbon）又はＳｉＮ（窒化シリコン）等の硬度が高い材料により形成される。
【００２３】
本実施形態の磁気記録媒体においては、上述したように、軟磁性体により形成される裏打層２２の上に希土類金属を含む酸化防止層２３を形成しているので、酸化防止層２３中の希土類金属が優先的に酸化されて、裏打層２２の表面の酸化が防止される。これにより、裏打層２２の上方の中間層２４及び記録層２５の結晶配向の乱れが抑制され、記録密度がより一層向上する。なお、本実施形態では酸化防止層２３を構成する希土類金属が酸化して裏打層２２の酸化を防止しているが、本願発明者等の実験により、希土類金属の酸化による中間層２４及び記録層２５の結晶配向の乱れは少なく、無視できる程度であることが確認されている。
【００２４】
以下、図２を参照して、本実施形態の磁気記録媒体の製造方法について説明する。
【００２５】
まず、直径が例えば２．５インチのガラス又はアルミニウム合金等により形成された円盤状の基板２１を用意する。そして、この基板をＤＣマグネトロンスパッタ装置のチャンバ内に配置して、チャンバ内を真空排気する。その後、例えばＣｏＺｒＮｂ等の軟磁性体をスパッタリングして、基板２１上に裏打層２２を５０〜１００ｎｍの厚さに形成する。なお、裏打層２２はめっき法により形成してもよい。
【００２６】
次に、裏打層２２の上にＴｂ、Ｇｄ、Ｓｍ及びＹ等の希土類金属又はその合金をスパッタリングして、厚さが例えば０．５ｎｍの酸化防止層２３を形成する。通常、チャンバ内を真空排気してもチャンバ内に微量な酸素が存在しており、それらの酸素が軟磁性体からなる裏打層２２の表面を酸化させてしまう。本実施形態では、裏打層２２の上に希土類金属を含む酸化防止層２３を形成しているので、この酸化防止層２３内の希土類金属が酸化されることにより裏打層２２の酸化が防止される。
【００２７】
なお、酸化防止層２３の厚さが０．１ｎｍ未満の場合は、酸化防止層２３を均一に成膜することが困難である。一方、酸化防止層２３の厚さが１．０ｎｍを超えると、磁気ヘッド（ＳＰＴヘッド）と裏打層２２との間の距離が大きくなって、磁界勾配及び磁界強度が低下することが考えられる。従って、酸化防止層２３の厚さは、０．１〜１．０ｎｍとすることが好ましい。
【００２８】
次に、酸化防止層２３の上に、例えばＴａを３ｎｍ、ＮｉＦｅを３〜５ｎｍ、Ｒｕを２９ｎｍの厚さに順次スパッタリングして、これらの金属膜を積層した構造の中間層２４を形成する。なお、中間層２４として、厚さが約３ｎｍのＴａと厚さが約２０ｎｍのＲｕとの積層膜、又は厚さが約３ｎｍのＴａと厚さが約３〜５ｎｍのＮｉＦｅＣｒと厚さが２０ｎｍのＲｕとの積層膜を形成してもよい。
【００２９】
次に、スパッタ法により、中間層２４の上に例えばＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2のグラニュア構造を有する記録層２５を、例えば１０ｎｍの厚さに形成する。記録層２５を、ＣｏＣｒＰｔＯ、（Ｐｔ／Ｃｏ）ｎ又は（Ｆｅ／Ｐｔ）ｎにより形成してもよい。記録層２５中の磁性金属結晶は、垂直磁気異方性を有することが必要である。
【００３０】
次に、記録層２５の上に保護層２６を例えば３〜５ｎｍの厚さに形成する。保護層２６をＣＮにより形成する場合は、Ａｒ及びＮを含む雰囲気中でカーボンをスパッタリングして形成する。保護膜２６をＤＬＣにより形成するときはＣＶＤ法を使用し、ＳｉＮにより形成するときはスパッタ法を使用する。
【００３１】
次いで、保護層２５の上に潤滑層（図示せず）を形成する。潤滑層は、例えばパーフルオロポリエーテル、フッ素化アルコール又はフッ素化カルボン酸を例えば０．５〜５ｎｍの厚さに塗布して形成される。このようにして、本実施形態の磁気記録媒体２０が完成する。なお、保護層２６及び潤滑層は磁気記録媒体２０に必須ではなく、必要に応じて形成すればよい。
【００３２】
図３は、裏打層の上に酸化防止層を設けて裏打層の酸化を防止した磁気記録媒体（以下、実施例という）のＸ線回折結果を示す図である。また、図４は、酸化防止層がなく、裏打層の上部が酸化された磁気記録媒体（以下、従来例という）のＸ線回折結果を示す図である。更に、図５は、図３，図４からＸ線回折のピーク角度、半値幅及びピーク値を求めた結果を示す図である。なお、実施例は、裏打層の上に酸化防止層としてＴｂ層を形成し、その上に中間層としてＲｕ層を形成している。また、従来例は、裏打層の上に直接中間層（Ｒｕ層）を形成している。
【００３３】
図３〜図５からわかるように、実施例は従来例に比べてＸ線回折のピーク値が大きく、半値幅が小さい。これは、従来例よりも実施例のほうが中間層（Ｒｕ層）の結晶配向が良好であることを意味している。このように、本実施形態の磁気記録媒体は、裏打層の上に希土類金属を含む酸化防止層を形成するので、従来例に比べて中間層の結晶配向性が改善される。その結果、記録層の粒径分散性が改善され、データをより一層高密度に記録することが可能になる。
【００３４】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係る磁気記録媒体の構造を示す断面図である。本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、裏打層が積層構造を有することにあり、その他の構成は基本的に第１の実施形態と同様であるので、図６において図２と同一物には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００３５】
垂直磁気記録媒体における裏打層からのスパイクノイズを低減するために、裏打層を、２つの軟磁性層と、それらの軟磁性層間に配置した非磁性層とにより構成することがある。本実施形態では、図６に示すように、裏打層２２が、第１の軟磁性層２２ａと、非磁性層２２ｂと、第２の軟磁性層２２ｃとにより構成されている。第１の軟磁性層２２ａは例えばＣｏＮｂＺｒからなり、２５ｎｍの厚さに形成されている。非磁性層２２ｂは例えばＲｕ等の非磁性体からなり、０．７ｎｍの厚さに形成されている。第２の軟磁性層２２ｃは例えばＣｉＮｂＺｒからなり、２５ｎｍの厚さに形成されている。
【００３６】
本実施形態では、この３層構造の裏打層２２の上に、第１の実施形態と同様に希土類金属を含む酸化防止層２３が形成され、その上に中間層２４とグラニュラ構造を有する記録層２５とが形成される。
【００３７】
本実施形態においても、裏打層２２の上に酸化防止層２３が形成されるので、第１の実施形態と同様に裏打層２２の上部の酸化が防止される。これにより、従来に比べて中間層２４及び記録層２５の結晶配向性が改善され、データのより一層の高密度記録が可能になるという効果を奏する。
【００３８】
（磁気記録装置）
図７は、本発明に係る磁気記録装置を示す平面図である。
【００３９】
磁気記録装置５０は、その筐体内に、円盤状の磁気記録媒体（磁気ディスク）５１と、磁気ディスク５１を回転させるスピンドルモータ（図示せず）と、データの書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッド（スライダ）５２と、磁気ヘッド５２を保持するサスペンション５３と、サスペンション５３を磁気ディスク５１の半径方向に駆動制御するアクチュエータ（図示せず）とを有している。磁気記録媒体５１は、第１又は第２の実施形態で説明した構造を有している。
【００４０】
スピンドルモータにより磁気記録媒体５１が高速で回転すると、磁気記録媒体５１の回転によって生じる空気流により、磁気ヘッド５２は磁気記録媒体５１から若干浮上する。アクチュエータにより磁気ヘッド５２が磁気記録媒体５１の半径方向に移動し、磁気記録媒体５１に対してデータの書き込み又は読み出しが行われる。
【００４１】
このように構成された磁気記録装置は、第１又は第２の実施形態で説明した構造の磁気記録媒体を使用しているので、データを高密度に記録することができる。
【００４２】
以下、本発明の諸態様を、付記としてまとめて記載する。
【００４３】
（付記１）基板と、
軟磁性体材料により前記基板上に形成された裏打層と、
前記裏打層上に形成されて前記裏打層の酸化を防止する酸化防止層と、
前記酸化防止層上に形成された中間層と、
前記中間層上に形成されてデータを記録する記録層と
を有することを特徴とする磁気記録媒体。
【００４４】
（付記２）前記酸化防止層が、希土類金属を含むことを特徴とする付記１に記載の磁気記録媒体。
【００４５】
（付記３）前記酸化防止層の厚さが０．１乃至１．０ｎｍであることを特徴とする付記１又は２に記載の磁気記録媒体。
【００４６】
（付記４）前記記録層はグラニュラ構造を有することを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【００４７】
（付記５）基板上に、軟磁性体により裏打層を形成する工程と、
前記裏打層の上に希土類金属を含む酸化防止層を形成する工程と、
前記酸化防止層上に中間層を形成する工程と、
前記中間層上に磁気によりデータを記録する記録層を形成する工程と
を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【００４８】
（付記６）前記酸化防止層を０．１乃至１．０ｎｍの厚さに形成することを特徴とする付記５に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【００４９】
（付記７）磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドによりデータの書き込み及び読み出しが可能な磁気記録媒体とを有する磁気記録装置において、
前記磁気記憶媒体が、基板と、軟磁性体材料により前記基板上に形成された裏打層と、前記裏打層上に形成されて前記裏打層の酸化を防止する酸化防止層と、前記酸化防止層上に形成された中間層と、前記中間層上に形成されてデータを記録する記録層とにより構成されていることを特徴とする磁気記録装置。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、従来の垂直磁気記録方式を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態に係る磁気記録媒体（垂直磁気記録媒体）の構造を示す断面図である。
【図３】図３は実施例の磁気記録媒体のＸ線回折結果を示す図である。
【図４】図４は従来例の磁気記録媒体のＸ線回折結果を示す図である。
【図５】図５は、図３，図４からＸ線回折のピーク角度、半値幅及びピーク値を求めた結果を示す図である。
【図６】図６は、本発明の第２の実施形態に係る磁気記録媒体の構造を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明に係る磁気記録装置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０，２０，５１…磁気記録媒体、
１１，２１…基板、
１２，２２…裏打層、
１３，２４…中間層、
１４，２５…記録層、
１５…ＳＴＰヘッド、
２２ａ…第１の軟磁性層、
２２ｂ…非磁性層、
２２ｃ…第２の軟磁性層、
２３…酸化防止層、
２６…保護層、
５０…磁気記録装置、
５２…磁気ヘッド、
５３…サスペンション。
【図１】
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【図２】
2007299453.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007299453.tif 000007
【図６】
2007299453.tif 000008
【図７】
2007299453.tif 000009